基于推拉力測試機(jī)的SAW-WLP封裝焊球強(qiáng)度解決方案

隨著5G通信、物聯(lián)網(wǎng)和汽車電子產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，聲表面波濾波器作為射頻前端的關(guān)鍵器件，其性能與可靠性直接決定了通信質(zhì)量。為了滿足終端設(shè)備小型化、高頻化及高可靠性的需求，圓片級(jí)封裝技術(shù)已成為SAW濾波器主流的先進(jìn)封裝形式。然而，在制造、測試及使用過程中，WLP結(jié)構(gòu)中的焊球、凸點(diǎn)、粘接界面等薄弱環(huán)節(jié)極易出現(xiàn)開裂、脫落、分層等失效問題，嚴(yán)重影響器件的電氣性能和長期壽命。

因此，對(duì)SAW圓片級(jí)封裝進(jìn)行精確、量化的機(jī)械強(qiáng)度測試與失效分析，是保障產(chǎn)品良率與可靠性的重中之重。科準(zhǔn)測控小編認(rèn)為，推拉力測試是揭示這些界面結(jié)合強(qiáng)度的“金標(biāo)準(zhǔn)”手段。本文將重點(diǎn)介紹如何利用科準(zhǔn)測控的Alpha W260推拉力測試儀，對(duì)SAW圓片級(jí)封裝進(jìn)行專業(yè)的失效分析，深入剖析其測試原理、遵循標(biāo)準(zhǔn)、儀器特性及標(biāo)準(zhǔn)操作流程，為相關(guān)領(lǐng)域的工程師和質(zhì)量控制人員提供一套完整、可行的解決方案。

一、 測試原理

推拉力測試的核心原理是通過一個(gè)精密的力傳感器和探針，向待測樣品的特定界面施加一個(gè)持續(xù)且可控的推力或拉力，直至界面發(fā)生失效（如焊球剪切、芯片翹離、引線斷裂等），并實(shí)時(shí)記錄下失效發(fā)生時(shí)的峰值力值。通過分析這個(gè)臨界力值和失效模式，可以定量評(píng)估界面的結(jié)合強(qiáng)度。

剪切測試： 主要用于評(píng)估焊球、凸點(diǎn)與芯片或基板之間的結(jié)合強(qiáng)度。測試時(shí)，測試探針平行于基板平面，以恒定速度推向焊球的側(cè)面，將其從焊盤上剪切下來。

拉力測試： 主要用于評(píng)估焊球、引線或芯片貼裝的整體抗拉強(qiáng)度。測試時(shí)，使用專用夾具（如鉤子、夾鉗）或膠粘方式，垂直于基板平面施加拉力，將元件拉離。

通過對(duì)大量樣品進(jìn)行測試，可以統(tǒng)計(jì)出平均剪切/拉力強(qiáng)度，并結(jié)合失效位置的顯微觀察，判斷失效模式是內(nèi)聚失效（材料內(nèi)部斷裂）、界面失效（粘接界面脫落）還是混合失效，從而為工藝改進(jìn)提供明確方向。

二、 遵循標(biāo)準(zhǔn)

MIL-STD-883 Method 2019/2039: 微電子器件測試方法標(biāo)準(zhǔn)

JEDEC JESD22-B116/B117: JEDEC制定的標(biāo)準(zhǔn)，B116為“ wire Bond Shear Test Method”

IPC-9701: 針對(duì)表面貼裝器件的性能測試方法

企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)： 各封裝廠通常會(huì)根據(jù)自身產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料和客戶要求，制定更為嚴(yán)格的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。

1. 檢測設(shè)備
2. Alpha W260推拉力測試儀

Alpha W260推拉力測試儀是科準(zhǔn)測控推出的一款高精度、全自動(dòng)的微電子封裝強(qiáng)度測試平臺(tái)，特別適用于SAW濾波器等精密器件的圓片級(jí)封裝分析。

1、主要技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢

高精度力值系統(tǒng)： 配備高分辨率、多量程的力傳感器，力值測量精度可達(dá)±0.25%，最小分辨率達(dá)0.001g，確保了對(duì)微小WLP焊球強(qiáng)度的精確捕捉。

2、卓越的運(yùn)動(dòng)與控制

X-Y-Z精密平臺(tái)： 提供微米級(jí)的定位精度和重復(fù)定位精度，確保探針能精確對(duì)準(zhǔn)微小的焊球。

3、強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)

圖形化操作界面： 直觀易用，可預(yù)設(shè)和調(diào)用多種測試配方。

實(shí)時(shí)曲線顯示： 測試過程中實(shí)時(shí)顯示力-位移/時(shí)間曲線，便于即時(shí)判斷。

數(shù)據(jù)自動(dòng)處理： 自動(dòng)計(jì)算峰值力、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)參數(shù)，并生成專業(yè)報(bào)告。

豐富的測試工具與夾具： 提供多種規(guī)格的剪切工具、拉鉤、粘合劑等，全面覆蓋剪切、拉力等多種測試模式。

高清視覺系統(tǒng)： 集成高倍率光學(xué)顯微鏡和CCD相機(jī)，提供清晰的實(shí)時(shí)圖像，輔助精確定位，并可在測試后對(duì)失效點(diǎn)進(jìn)行觀察和拍照記錄。

四、 標(biāo)準(zhǔn)測試流程

以下以SAW WLP焊球的剪切測試為例

1、樣品準(zhǔn)備與安裝

將承載有SAW濾波器的圓片或切割好的單顆芯片固定在測試夾具上，確保放置平穩(wěn)。

通過真空吸附或機(jī)械夾持固定，防止測試過程中移動(dòng)。

2、測試程序設(shè)置

設(shè)置關(guān)鍵參數(shù)：剪切高度（通常為焊球高度的25% - 50%）、測試速度（根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，如100-500 μm/s）、力值量程、目標(biāo)測試次數(shù)等。

3、視覺定位與對(duì)焦

使用操縱桿或軟件控制X-Y平臺(tái)，將待測焊球移動(dòng)到顯微鏡視野中心。

調(diào)整Z軸高度和焦距，使探針和焊球清晰成像。使用軟件中的十字線或框選工具，精確設(shè)定探針的剪切位置。

4、執(zhí)行測試

啟動(dòng)自動(dòng)測試序列。儀器將自動(dòng)完成：探針下降至設(shè)定剪切高度 -> 沿水平方向勻速推進(jìn) -> 接觸并剪切焊球 -> 記錄峰值力值 -> 探針退回原位。

測試過程中，軟件界面會(huì)實(shí)時(shí)顯示力-位移曲線。

5、數(shù)據(jù)記錄與失效分析

測試完成后，系統(tǒng)自動(dòng)記錄峰值剪切力。

操作員使用顯微鏡觀察焊球剪切后的失效界面，判斷失效模式（例如：焊球根部斷裂、焊盤脫落、界面分層等），并在軟件中選擇對(duì)應(yīng)的失效模式代碼。

Alpha W260軟件可自動(dòng)將力值數(shù)據(jù)、失效圖片和失效模式關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)。

6、生成報(bào)告

完成一批樣品測試后，利用軟件的數(shù)據(jù)分析模塊，生成包含力值統(tǒng)計(jì)分布圖（如韋伯分布）、CPK過程能力指數(shù)、平均值、最小值、最大值以及代表性失效照片的綜合性測試報(bào)告。

以上就是小編介紹的有關(guān)于SAW濾波器圓片級(jí)封裝失效分析的相關(guān)內(nèi)容了，希望可以給大家?guī)韼椭Ｈ绻€對(duì)推拉力測試機(jī)怎么使用視頻和圖解，使用步驟及注意事項(xiàng)、作業(yè)指導(dǎo)書，原理、怎么校準(zhǔn)和使用方法視頻，推拉力測試儀操作規(guī)范、使用方法和測試視頻，焊接強(qiáng)度測試儀使用方法和鍵合拉力測試儀等問題感興趣，歡迎關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言。【科準(zhǔn)測控】小編將持續(xù)為大家分享推拉力測試機(jī)在鋰電池電阻、晶圓、硅晶片、IC半導(dǎo)體、BGA元件焊點(diǎn)、ALMP封裝、微電子封裝、LED封裝、TO封裝等領(lǐng)域應(yīng)用中可能遇到的問題及解決方案。